更多物联网，更多EMI:设计师必须驾驭一个日益拥挤的电磁频谱

根据Oracle,到2025年，物联网设备将达到220亿台。这些设备也是多种多样的，应用范围从可穿戴消费品到工厂中的无线传感器。

从设计的角度来看，物联网设备的主要关注点之一是频谱噪声。因此，世界各地的电子系统都是通过严格的电磁兼容(EMC)测试的政府法规进行互操作性管理的。

EMC的基本目标是确保相邻放置的设备不会干扰另一个设备的正常运行，在EMC世界中俗称为“受害者电路”。当另一个装置成为攻击装置的受害者时，据说它在一定程度上受到电磁干扰(EMI)。

发射器件和敏感器件之间存在多个潜在耦合路径，设计师必须知道他们的器件在现场可能受到什么机制的影响。图片由逮老鼠

EMC标准，如FCC Part 15B、CISPR-32和RSS-GEN，名义上是由美国政府维护的美国,欧盟,加拿大,分别。

EMC对现代物联网设计师的挑战

在特定空间中，物联网设备的大规模扩散增加了电磁波谱的拥挤程度，这可能会给努力让设备“表现良好”的设计师带来问题。

电磁光谱已经是一个拥挤的地方，目前已部署的系统，物联网设备的大量使用将进一步增加给定区域的平均光谱密度。图片由逮老鼠

多个EMC分类

使这个问题更加复杂的是，EMC标准被分为多个分类，包括进行了和辐射，有意和无意的散热器。名义上，这一划分将信息技术和无线电电子分离开来。yabosports官网

独特的模拟和数字标准

EMC设计人员在使用物联网设备时必须考虑的另一个因素是触及混合信号(模拟和数字)设备的本质。物联网技术用于从传感器捕获数据，数字化控制机械，并提供通信互联(通常通过无线电链路)。

设计物联网系统的工程师必须成功通过这两套标准的EMC/EMI测试，这增加了硬件的设计复杂性和成本。

EMC在北美和欧洲的竞争

面对EMC问题的物联网设计师面临的最后一个难题是两个最大的电子销售市场:北美和欧盟(EU)之间缺乏标准化。在很大程度上，这两个市场就限制设备辐射到其环境的规则达成了一致。

然而，北美商业市场几乎没有管理器件敏感性的标准(它们受耦合能量影响的程度)，导致了欧盟更严格的要求之间的脱节。如果一种产品同时适用于两个市场，则需要进行额外的测试。

任何有辐射的东西都是天线，不管是设计出来的还是偶然的，而且天线受到互惠定律的约束。在无线电频谱的特定波段中具有低水平辐射的装置也不太可能受到外部世界耦合进来的能量的影响。

设计师如何确保电磁兼容性?

有几种策略可以解决EMC问题，AAC贡献者Ignacio de Mendizábal在他的系列文章中详细介绍了这些策略电磁兼容测试。以下是物联网设计师和制造商在整个设计过程中回避EMC问题的几种方法，但这绝不是一个全面的技术和方法列表。

消除回程平面的间隙

许多设计师通过考虑来解决电磁兼容性问题PCB板堆叠，确保回程平面无缝隙，避免PDN (power delivery network)不良怀亚特技术服务公司(Wyatt Technical Services)总裁兼首席顾问肯尼斯·怀亚特(Kenneth Wyatt)表示。

信号返回平面的间隙会增加排放就像怀亚特在2017年的一个小演示视频中展示的那样。当设计人员在设计阶段早期考虑EMC遵从性时，就可以实现EMC。

减少时钟排放

另一个辐射源来自于电子系统中高度重复的波形，即时钟源。减少时钟排放的一个有效方法是通过用一个次级信号调制时钟来分散时钟。

总峰值降低(dBV)是可能的调制时钟与第二波形，包括正弦，三角形，和伪随机调制。图片由Digi-Key

虽然这种技术减少峰值排放作为一个结果的时钟，它可以增加复杂性的时钟电路。

选择Noise-Immune设备

另一种方法是在项目一开始就挑选防噪音设备。制造商知道系统噪音是模拟传感器技术的一个主要问题。像ROHM半导体的解决方案最近发布的EMARMOUR系列运放据说具有优越的抗噪能力，消除了过滤的需要，降低了BOM成本。

推进物联网浪潮的EMC考虑事项

物联网设备的推出不会很快放缓，这使得兼容的设计比以往任何时候都更重要。无论是在智能城市运营，推进工业4.0，还是在豆子变少时自动点咖啡，即使存在外部干扰，物联网设备也需要准确处理数据。

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你从事物联网创新工作吗?在你的设计中，有没有什么打破常规的方法来防止百代干扰?请在下面的评论中分享你的见解。